地质钻探技术与装备21世纪新进展

21世纪初,我国地质钻探技术处于立轴钻机普遍使用、国产绳索取心钻杆只能满足1000 m以内孔深钻进要求、钻探器具相对落后、硬岩地层钻进效率低、复杂地层取心效果差的落后局面。近10多年来,在多个国家重大科学工程项目、国家科技支撑计划、"863"计划、地质大调查专项等科技项目支持下,通过产学研联合攻关,形成了硬岩深井科学钻探技术体系和2000 m以内地质岩心钻探技术体系,浅层取心(取样)钻探技术、新能源勘探开发钻探技术、地质灾害调查和防治钻探技术、定向钻探技术、基础工程施工钻掘技术等都取得了飞速的发展和进步。本文对21世纪我国地质钻探技术与装备、关键器具新进展进行了阐述,并对经济新常态下的发展方向进行了展望。     

煤矿井下钻探装备和钻探施工技术发展与探索

我国井下钻探装备经历了机械立轴钻机、全液压钻机和智能化钻机3个发展阶段,提高了井下特定环境下钻探安全可控程度和施工效率,但仍面临软岩钻进难题。开滦矿区结合自身大水、高瓦斯等矿井地质特点和矿井发展定位,引进国内外先进钻探装备和技术,探索实践综合配套钻探技术方法。     

我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了"由无到有"向"由弱到强"的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由"无控钻进"到"受控钻进"再到"精确定向钻进"的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵(车)、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,使我国煤矿井下坑道钻探技术装备水平跃升到新的台阶,推动了煤矿地质保障技术的进步,支撑了我国煤炭科学产能的释放和煤层气高效开发。面对新一轮能源科技革命,针对新形势下煤矿安全发展新要求,以信息化、智能化为特征的精准快速坑道钻探技术与装备的发展已迫在眉睫,在此基础上,提出了煤矿井下坑道钻探技术与装备发展方向及建议。     

绿色地质勘查综合技术应用分析

绿色地质勘查是青海省乃至我国地质找矿发展的必然趋势。开展绿色地质勘查需要了解地质勘查工程影响生态环境的范围及形式,在此基础上综合多种先进的勘探技术手段,以最大程度降低扰动地表生态环境为基础满足预查、普查等阶段的地质找矿目的。其方法包括结合环保型冲洗液、浅层取样钻探、便携钻探设备浅孔钻探、重型钻探设备深部钻探与多向分支定向钻探取样方法等,并综合资料探索三维地质建模的方法开展绿色地质勘查。     

地质钻探技术发展有关问题的思考

在分析了目前我国地质工作对钻探技术的需求以及地质钻探技术现状的基础上，提出了我国地质钻探技术的远期、中长期、近期发展目标，明确了近期研发工作的重点和计划，并强调了科技创新，新方法、新技术的推广应用的重要性和加强探矿工程专业委员会作用的问题。     

我国地质钻探现状和发展前景分析

我国经济社会发展已步入"新常态"。作为地质调查和矿产勘查工作重要技术支撑的地质钻探行业,资金投入显著减少,地质钻探工作量大幅下滑,常规钻探施工产能过剩;另一方面,地质钻探新的服务领域不断扩大,包括深部科学钻探,地热能及非常规能源勘查,海洋、灾害防治、生态环境、地外天体、极地方面的钻探等。如何应对地勘行业出现的问题,是全行业共同面对的挑战。在对当前及今后一段时期地质钻探工程面临的困难、挑战和机遇等进行调研分析的基础上,对我国地质钻探未来的发展前景进行了预测,认为地质钻探工作量将进一步减少,新领域、新业态的钻探工程及先进钻探技术和装备需求将进一步加大,更加贴近国家需求,更加注重环保理念。     

地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用

简要回顾了地质岩心钻探技术的发展历程,介绍了进入21世纪地质岩心钻探设备与技术的发展现状;举例说明了地质岩心钻探技术在资源勘探开发中的应用,并对地质岩心钻探技术在科学钻探和环境保护中的应用情况进行了概括性描述.     

我国地质找矿钻探技术装备现状及发展趋势分析

在对我国地质找矿钻探技术装备发展经济环境分析的基础上,通过调研和统计数据,分析了我国地质找矿钻探技术和装备的现状及发展趋势,包括岩心钻机的生产、销售和使用情况,煤层气钻机的现状,施工单位对新技术、新装备的需求等。提出了我国地质找矿钻探技术及装备发展的建议。     

中国现代地质钻探技术

中国幅员辽阔，矿产富饶。中国钻探历史悠久。４０余年来中国地质钻探在矿产、能源与水资源勘查以及工程勘察与建设中作出了卓越贡献。中国现代地质钻探技术正步入世界先进行列，其应用领域日益宽广。     

我国地质找矿取心（样）钻探设备现状及提高效能的分析研究

概述了我国地质找矿钻探市场现状及前景，分析研究了地质取样钻探传统的立轴钻机及全液压动力头钻机的优缺点及综合效能，针对国家提出加强地质工作的形势及中国的实际状况，提出了完善和改进我国现有钻探设备、提高我国地质找矿取样钻探效率、降低能耗及成本的观点及建议。     

矿井超磁分离水体净化技术与应用

针对矿井水排放存在的弊端,提出采用超磁分离水体净化技术处理矿井水。介绍了该技术的水质净化原理、微磁凝聚技术、磁种回收技术、工艺流程及主要技术特点,以期在处理矿井水排放工作中得以推广应用。     

小波分析与铁谱技术在滚动轴承状态监测中的综合应用

文中分析了铁谱技术在滚动轴承状态监测中存在的不足,指出振动监测技术更加适合于滚动轴承的状态监测。通过分析用于滚动轴承状态监测的共振解调技术,指出滚动轴承不同元件的故障特征频率不同,用共振解调技术对滚动轴承进行状态监测时就需要具有不同中心频率的带通滤波器,使得检测线路及设备过于复杂。而小波分析技术仅通过采用不同的尺度因子,即可实现具有不同中心频率和带宽的带通滤波器,对振动信号在不同的频率范围内进行分析,刚好可以弥补上述方法的不足。文中给出了用小波分析技术及铁谱技术对滚动轴承状态监测一个例子。     

顶板岩层水平长钻孔抽放瓦斯新技术

采用顶板岩层水平长钻孔抽放邻近层和采空区瓦斯是一项新技术 ,全面介绍了该技术研究的最新进展。研究中综合运用了矿山压力和岩层移动理论、有限元数值分析方法、瓦斯越流理论以及试验研究的方法。这一新技术的研究填补了国内空白 ,该成果对高产高瓦斯工作面的瓦斯治理具有普遍的指导意义。     

大山选矿厂优先-混合分步浮选工艺的应用实践

介绍了优先-混合分步浮选工艺在大山选矿厂的应用实践。生产实践表明, 好的浮选工艺流程必须有好的浮选药剂和浮选设备相匹配。优先-混合分步浮选工艺可得到比混合浮选工艺高的精矿品位和回收率, 生产过程稳定, 成本低, 体现了该工艺的优越性。     

无轨采矿技术在我国铀矿山的应用与发展思路

无轨采矿是当今最先进的采矿技术之一,对无轨采矿技术在我国铀矿山的试验研究与应用进行了综述,并针对铀矿开采业所面临的新的发展机遇,提出了无轨采矿技术在铀矿山的发展思路。     

A new approach for determining permeability characteristics of rock using slug testing techniques

A new technique of determining hydraulic flow characteristics of rock in the laboratory is presented. The technique is a laboratory simulation of a well known in situ ‘slug’ testing method where aquifer parameters are determined by the removal of water slug in a test borehole. The time taken for the water level in the borehole to return to its original rest level, is observed. The results are treated using an analytical technique, first developed by Theis [1]. The laboratory technique involves a test on a very small scale, with a slow rate of rise of water in a drill hole. The laboratory equipment and test procedure are described together with the advantages and limitations of the system. The technique offers an inexpensive, simple and effective method for determining the permeability of standard core samples, whilst keeping the amount of sample preparation to a minimum. The technique offers a potential for testing of most rock types under a variety of loading conditions.     

物料粒度分析中的现代测试技术

介绍了各种粒度分析方法的可测粒度范围、参数和特点，对光学技术、电阻感应法、超声波技术、数字图象技术、基于分形的颗粒分析技术等粒度分析中应用的各种现代测试技术进行了详细评述。     

CORS-RTK在矿山测量中的优缺点分析

简述了CORS-RTK工作的基本原理,结合矿山测量的实际工作,指出CORS-RTK技术在矿山测量应用过程中的优缺点,并对其进行了详细的分析。     

关于煤炭洗选工艺发展前景的思考

煤炭为不可再生资源,其储量有限.在无新型可替代能源且市场煤炭需求旺盛的情况下,简单高效的选煤工艺成了众多煤炭科研人员研究的方向,也成了未来煤炭洗选加工工艺发展的主流.介绍了我国煤炭主要洗选工艺、洗选辅助工艺的产生、特点及发展过程,探讨了未来洗选工艺的发展方向.     

二氧化碳炮爆破在煤矿的应用

介绍了二氧化碳炮爆破在芦岭煤矿回采工作面的试验情况,分析了二氧化碳炮的特点,根据其特有的物理变化过程,总结其爆破过程中的高效性、可靠性、安全性。为煤矿爆破产品的替代提供了一种新的思路。